Wie geht virtuelle Inbetriebnahme?

Virtual comissioning AI
Bild: Visual Components GmbH

Mit der virtuellen Inbetriebnahme lassen sich Produktionslayouts in einer virtuellen 3D-Simulation einrichten, testen und validieren. Die Basis dafür ist eine Fabriksimulationssoftware. Ein Großteil der Inbetriebnahme kann so bereits vor oder parallel zum Bau der Anlage stattfinden. Zur statischen Darstellung der Maschinen ist eine 3D-CAD-Software nötig. Kinematik und ein Steuerungssystem für die Abläufe und das Timing sorgen dafür, dass die virtuellen Maschinen die Bewegungen und Prozesse der realen Anlage möglichst genau nachbilden. Die Methode verspricht einige der folgenden Effekte:

Die Einsatzmöglichkeiten für Visual Components sind vielfältig.
Die Einsatzmöglichkeiten für Visual Components sind vielfältig. – Bild: Visual Components GmbH

Warum auf VIBN setzen?

Früherkennung – Probleme wie die Fehlplatzierung von Robotern in einer Produktionslinie lassen sich früh erkennen und korrigieren.

Verkürzte Vorlaufzeit – Die Inbetriebnahme kann 25 Prozent der Projektlaufzeit betragen. Wird ein Teil davon früher durchgeführt, werden Projekte schneller fertig. Werden Probleme früh erkannt und behoben, können Hersteller den Termin der Fertigstellung zudem genauer vorhersagen.

Kosteneinsparungen – Probleme lassen sich in der Planungsphase meistens kostengünstiger aus der Welt schaffen als später. Das schont die Budgetierung, da weniger Mittel für ‚Unvorhergesehenes‘ gebraucht werden.

Innovationen – Oft erkennt das Team nach dem Bau der Maschinen Verbesserungsmöglichkeiten an der Konstruktion, etwa kürzere Zykluszeiten durch andere Greifabläufe. Doch nachträgliche Änderungen sind teuer und dauern. Bei der VIBN können Ideen einfacher berücksichtigt werden.

Ausbildung – Meist soll eine Anlage schnellstmöglich in Betrieb gehen. Schulungen zu Nutzung und Wartung sind einzurechnen. Bei der VIBN kann diese zunächst am digitalen Modell stattfinden. Eine Schulung an der physischen Maschine ist weiter empfehlenswert, doch sie geht schneller, wenn das Team die Abläufe bereits kennt.

Sicherheit – Bei der physischen Inbetriebnahme müssen Schutzvorrichtungen etwa von Robotern oft geöffnet werden, um Zugang zu gewähren. Virtuelle Prüfungen von Bewegungspfaden, Abläufen, Zeitplanung und Ausnahmebehandlungen verringern daraus entstehenden Risiken.

Eine Bibliothek des Softwareanbieters hält Daten zu rund 3.000 Komponenten bereit, um ihre Integration in Modelle zu erleichtern.
Eine Bibliothek des Softwareanbieters hält Daten zu rund 3.000 Komponenten bereit, um ihre Integration in Modelle zu erleichtern. – Bild: Visual Components GmbH

In zehn Schritten zur VIBN

Grundlage für die VIBN können Fabrikplanungsanwendungen wie Visual Components darstellen, die 3D-Simulation der Fertigung bieten. Der Ablauf einer Inbetriebnahme lässt sich grob in zehn Schritte strukturieren:

Verständnis schaffen – Das beteiligte Team ist mit der Relevanz eines genauen Modells vertraut und stellt die nötigen Informationen bereit. Denn bei Unstimmigkeiten wird die VIBN keine akkuraten Informationen liefern und die Schlussfolgerungen werden eventuell nicht ausreichend auf die reale Welt übertragbar sein.

System analysieren – Verantwortliche verschaffen sich ein Bild über die Ziele und Funktionen des Produktionssystems sowie über alle technischen Unterlagen, Spezifikationen und Anforderungen an die Maschinen und Steuerungssysteme.

Modell erstellen – Die Planer erstellen ein 3D-Modell des Produktionssystems. Bei Visual Components erfolgt das mit einer Kombination aus CAD-Daten und Modellen aus dem e-Catalog des Systems. Letzterer enthält über 3.000 Komponenten. Anschließend erfolgt die Integration u.a. kinematischer und elektrischer Daten, um eine möglichst genaue digitale Darstellung der geplanten Anlage zu erhalten.

Steuerlogik integrieren – Die SPS und die Robotersteuerung werden mit dem digitalen Modell verbunden. Dadurch können Steuerungssequenzen, Reaktionen und das gesamte Systemverhalten getestet werden. Visual Components bietet für diesen Schritt Konnektivität zu gängigen Robotermarken und SPS-Systemen wie Kuka, ABB, Fanuc und Siemens.

Simulieren und testen – Das Modell durchläuft verschiedene Betriebsszenarien, um die Leistung zu testen und es mit realen Daten zu validieren. Damit das System mit unvorhergesehenen Problemen umgehen kann, sollten auch Ausnahme- und Fehlersituationen geprüft werden.

Optimieren – Die Ergebnisse der Simulationsläufe sind die Basis, um Leistungsschwächen in der Steuerungslogik zu identifizieren und zu beheben. Anschließend werden die Tests solange wiederholt, bis dass das virtuelle Modell bestmöglich funktioniert.

Sicherheit und Konformität prüfen – Weitere Test stellen sicher, dass die Steuerungslogik und das Systemdesign funktionieren und die relevanten Industrienormen sowie Sicherheitsvorschriften eingehalten werden. Ein besonderes Augenmerk sollte dabei auf der Sicherheit der Industrieroboter liegen. Diese Kontrollen und Tests sind in Sektoren mit strengen Sicherheits- und Konformitätsanforderungen sehr wichtig.

Physisch In Betrieb nehmen – Die VIBN kann die physische Inbetriebnahme zwar deutlich verkürzen, aber nicht ersetzen. Die getestete und verifizierte Steuerungslogik muss in diesem Schritt vom Modell auf das reale System übertragen und das System bei der Inbetriebnahme genauestens überwacht werden, um sicherzustellen, dass es wie geplant funktioniert.

Kontinuierlich verbessern – Nachdem das physische System in Betrieb ist, werden Betriebsdaten gesammelt und mit den Prognosen aus der virtuellen Inbetriebnahme verglichen, um Bereiche mit Verbesserungsbedarf zu identifizieren. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse helfen, das Modell und die Steuerungslogik weiterzuentwickeln.

Dokumentieren – Die VIBN ist kein einmaliger Prozess. Sie wird bei nötigen Änderungen oder Optimierungsbedarf am physischen System erneut durchgeführt. Um die Fehlersuche bei Upgrades oder bei der Skalierung zu unterstützen, wird jeder Schritt des virtuellen Inbetriebnahmeprozesses dokumentiert, angefangen beim ersten Entwurf bis hin zur endgültigen Implementierung.

Faktor im digitalen Wandel

Mit einer VIBN können Hersteller Zeit, Kosten und Ressourcen einsparen. Sie kann damit zum wichtigen Faktor im digitalen Wandel der Fertigungsindustrie werden und ist gleichzeitig ein Baustein auf dem Weg zur Industrie 4.0. Und nicht zuletzt stellt sie für Produzenten einen greifbaren Wettbewerbsvorteil dar.



  • Social Engineering ist oft der Türöffner

    Social Engineering ist oft der Türöffner

    Die aktuelle Social-Engineering-Edition des 2025 Global Incident Response Report von Unit 42 (Palo Alto Networks) zeigt, dass Social Engineering 2025 das häufigste Einfallstor für Cyberangriffe ist.

    mehr lesen: Social Engineering ist oft der Türöffner

  • „Häufig fehlt es noch an klaren Business Cases“

    „Häufig fehlt es noch an klaren Business Cases“

    Boris Otto, Mitglied im Forschungsbeirat Industrie 4.0, Institutsleiter am Fraunhofer-Institut ISST und Professor für Industrielles Informationsmanagement an der Technischen Universität Dortmund, erklärt in einem Interview, wie souveräne Datenräume definiert werden,…

    mehr lesen: „Häufig fehlt es noch an klaren Business Cases“

  • Maschinenbau-Gipfel in Berlin

    Maschinenbau-Gipfel in Berlin

    Am 16. und 17. September findet in Berlin der 15. Deutsche Maschinenbau-Gipfel statt. Zwei Tage voller Inspiration, Innovation und Networking mit dem Who-is-Who des Maschinen- und Anlagenbaus.

    mehr lesen: Maschinenbau-Gipfel in Berlin

  • Critical Manufacturing kauft Convanit

    Critical Manufacturing kauft Convanit

    Critical Manufacturing, ein MES-Anbieter, hat die Übernahme des KI-Spezialisten Convanit bekannt gegeben.

    mehr lesen: Critical Manufacturing kauft Convanit

  • Myfactory übernimmt Griesser EDV

    Myfactory übernimmt Griesser EDV

    Myfactory, Teil des Software-Herstellers Forterro, gibt die Übernahme des langjährigen Partners Griesser EDV mit Sitz in Klagenfurt, Österreich, bekannt.

    mehr lesen: Myfactory übernimmt Griesser EDV

  • SAP will SmartRecruiters übernehmen

    SAP will SmartRecruiters übernehmen

    SAP plant die Übernahme von SmartRecruiters. Wie die Unternehmen nun bekannt gaben, hat der Walldorfer Softwarekonzern eine Vereinbarung zur Übernahme des Spezialisten für Recruiting-Software unterzeichnet.

    mehr lesen: SAP will SmartRecruiters übernehmen

  • EK Robotics stellt Antrag auf vorläufige Eigenverwaltung

    EK Robotics stellt Antrag auf vorläufige Eigenverwaltung

    EK Robotics hat beim zuständigen Amtsgericht Hamburg einen Antrag auf Einleitung eines vorläufigen Insolvenzverfahrens in Eigenverwaltung gestellt.

    mehr lesen: EK Robotics stellt Antrag auf vorläufige Eigenverwaltung

  • Zukunftskongress Logistik – 43. Dortmunder Gespräche

    Zukunftskongress Logistik – 43. Dortmunder Gespräche

    Das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML lädt am 9. und 10. September 2025 zum ‚Zukunftskongress Logistik‘.

    mehr lesen: Zukunftskongress Logistik – 43. Dortmunder Gespräche

  • Aucotec feiert 40-jähriges Bestehen

    Aucotec feiert 40-jähriges Bestehen

    Die Aucotec AG feiert ihr 40-jähriges Bestehen. Das Unternehmen mit Sitz in Isernhagen bei Hannover begann mit seinen ersten Produkten Elcad und Ruplan in den 1980er-Jahren und entwickelte später Anwendungen…

    mehr lesen: Aucotec feiert 40-jähriges Bestehen

  • VDMA: Auftragsplus im ersten Halbjahr

    VDMA: Auftragsplus im ersten Halbjahr

    Die Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau verzeichnen ein durchwachsenes erstes Halbjahr.

    mehr lesen: VDMA: Auftragsplus im ersten Halbjahr

  • Vinci Energies übernimmt SP Consulting

    Vinci Energies übernimmt SP Consulting

    Vinci Energies hat am 28. Juli 2025 die SP Consulting GmbH, einen Anbieter von MES/MOM-Software mit Sitz in Ludwigshafen am Rhein, übernommen.

    mehr lesen: Vinci Energies übernimmt SP Consulting

  • Was Mercedes-Benz gegen Produktfälscher tut

    Was Mercedes-Benz gegen Produktfälscher tut

    In Zusammenarbeit mit Zoll-, Gewerbeaufsichts- und Strafverfolgungsbehörden geht Mercedes-Benz weltweit gegen Fälschungen vor.

    mehr lesen: Was Mercedes-Benz gegen Produktfälscher tut